JP5791037B1 - 自動培養液交換装置及びその装置を用いた培養方法 - Google Patents

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【課題】培養すると共に培養液の交換を自動的に行う自動培養液交換装置及び培養方法を提供する。【解決手段】培養液11を収納しているフラスコ1を上レール4上に保持しながら下レール5により順送りし、キャップ着脱機構部7や立ち上げ下げ機構部8等を用いてフラスコ1内の培養液11の吸出や注入を自動的に行い、培養フラスコマガジン9等を介して培養液11を培養液研究部10側に送る。【選択図】図1

Description

本発明は、培養液を自動的に交換を行う装置及びその装置を用いた培養方法に関する。
培養方法は各種のものがあり、そのための色々な手段が従来より行われている。
しかしながら、本発明のようにカプセルを使用し培養液を自動的に交換しながら培養を行う装置や方法は見当らず本発明の出願人によれば「特許文献1」が見出されたがその他については自動装置の如きものは見当らない。
特開2007−222063号(図1)
前記の「特許文献1」の「特開2007−222063号」の「培養装置及び培養方法」は培養液容器とホローファイバ培養液を用いるもので培養液を均一に流動させて培養するものであり、本発明のように自動的に培養液を吸引したり、別の培養液を途中で注入したりして培養するものとはかなり相違するものである。
本発明は、前記の如く、培養液をカプセル内に入れ、これを自動送りし、培養液を途中で吸引処理すると共に、別の培養液をカプセルの中に注入して自動送りしながら培養を行う培養装置やその培養方法に関するものであり、自動的に培養を行うことを目的とするものである。
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項1の発明は、培養液を収納している複数個のフラスコを順送りすると共に送り途中において前記培養液の吸引及び注入を行い成長や繁殖を促進するための装置であって、前記フラスコはキャップを開閉自在に設けられてなるものであり、前記装置は、前記フラスコを収納して垂直方向に沿って立設される供給フラスコマガジンと、該供給フラスコマガジンに付設され内部の前記フラスコを1個づつ取り出すための取り出し機構部と、水平方向に沿って伸延して配置され前記取り出し機構部により取り出された前記フラスコを略水平に、かつそのキャップが送り方向に直交した方向を向いた状態で搭載するための上レールと、該上レールの下方に、かつ前記上レールに併設して配置され前記上レールに搭載されている前記フラスコを挟持して前記フラスコをその送り方向に順送りするための下レールと、前記フラスコを前記下レールに挟持された状態でその送り方向に順送りするために前記下レールを上下方向及び順送り方向にステップ送りするための上下ステップ送り機構部と、前記上レールの途中位置においてそのキャップ側に近接して配置され前記キャップを開閉する機能及び構造を有するキャップ着脱機構部と、該キャップ着脱機構部と対峙し、かつ前記上レールに近接して配置され前記フラスコを立ち上げて培養液を吸引又は注入を行わせた後に元の姿勢に戻るためのフラスコ立ち上げ下げ機構部と、前記フラスコ内の培養液の培養液吸引又は注入機構部と、前記処理済のフラスコを収納すべく垂直方向に沿って立設されてなる培養フラスコマガジンとから構成されることを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の自動培養液交換装置による自動的な培養方法であって、該方法は、培養液を収納する前記フラスコを前記供給フラスコマガジンから前記取り出し機構部により1個づつ取り出してこれを前記上レール上に保持せしめる第1ステップと、前記下レールを前記上下ステップ送り機構部によって作動して前記上レールに保持されている前記フラスコを挟持して順送りする第2ステップと、順送りされて前記上レール上にある前記フラスコのキャップを前記キャップ着脱機構部により取り外してそのフラスコを前記フラスコ立ち上げ下げ機構部により立ち上げてそのフラスコ内の培養掖を培養液吸引又は注入機構部により吸引する第3ステップと、該第3ステップを終了した前記フラスコ内に培養液吸引又は注入機構部により別の培養液を注入し前記フラスコ立ち上げ下げ機構部によりそのフラスコを上レールに戻して前記キャップ着脱機構部によりキャップ閉めを行う第4ステップと、該第4ステップを終了した前記フラスコを前記培養フラスコマガジン内に収納する第5ステップとからなることを特徴とする。
また、請求項3の発明は、請求項1に記載の供給フラスコマガジン及び培養フラスコマガジンは、蓋の開放により内部を開放するものであって、かつ閉止した状態では指の挟まらない隙間を形成するものであり、更にその下方側には前記フラスコを保持すると共に取り出し時に前記フラスコの保持を開放する係止体を設けるものからなることを特徴とする。
また、請求項4の発明は、前記キャップ着脱機構部は、前記フラスコのキャップに挿脱されるヘッド部と該ヘッド部を前後動させる移動機構部と前記ヘッド部を回転させる回転機構部とからなり、前記ヘッド部の内面には前記キャップに形成されているセレーションと噛合する内溝が形成されるものからなることを特徴とする。
本発明の請求項1の発明によれば、培養液は供給フラスコマガジンからカプセル内に収納した形で送られ、順送りしながら培養を行い、これを次のステップにてカプセル内の培養液を吸引して廃棄すると共に別の培養液を空になったカプセルに注入して、培養を行い、これを培養フラスコマガジンに収納する動作を自動的に行い、培養の効率化や確実化を図ることが出来る。
また、請求項2の発明によれば、この装置により培養方法を明示するものであり、その培養方法が確実に表示されて明示される効果を上げることが出来る。
また、請求項3の本発明によれば、マガジンはカプセルを1個づつ送り出す機構部があって順送りが出来ると共に、開閉時に指が挟まることなく安全性の向上が図れる。
また、請求項4の発明によれば、フラスコのキャップの着脱が確実に、かつ安定的に行われ、培養液の自動交換の確実性や安定性を確保することが出来る。
本発明の自動培養液交換装置の全体構造を示す構成図。 培養フラスコマガジンの取り付け部や上レールや下レールの構造やフラスコ立ち上げ下げ機構部の一部を示す写真。 供給フラスコマカジンや培養フラスコマガジン等のマガジンの外観構造を示す写真。 図3に示すマガジンの主に隙間の部分を示す写真。 図3に示すマガジンの開いた状態とカプセルの収納状態や係止体を示す写真。 下レールと上下ステップ送り機構部を示す写真。 キャップ着脱機構部を示す写真。 キャップ着脱機構部におけるキャップのヘッド部の内部構造を示す写真。 キャップ着脱機構部によるカプセルのキャップの着脱を示す写真。 カプセルの立ち上り状態を示す写真。 カプセルの立ち上げ下げ機構部の概要構造を示す平面図。 培養液を収納するカプセルの構造を示す軸断面図。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。なお、図1は本発明の全体構造を説明する構成図であり、図2は培養フラスコマガジン(図示していない)の収納保持部や上レールや下レール及びフラスコ立ち上げ下げ機構部の一部を示す写真である。
図1に示すように、本発明の自動培養液交換装置100は大別して次の内容のものからなりクリーンルーム12内に収納されている。まず、培養液を収納するためのキャップ付のフラスコ1(図12に全体形状を示す)を収納する供給フラスコマガジン2(図3乃至図5に示す)と供給フラスコマガジン2の下部からフラスコを1個づつ取り出すための取り出し機構部3(構造は明示されていない)と、取り出されたフラスコ1をほぼ水平に支持して伸延する上レール4及びこの上レールの下方に併設されている下レール5(図2,図6等に示す)と、下レール5を上下送り及び順送りするための上下ステップ送り機構部6(図6参照)と、順送りされているフラスコ1のキャップ1cを着脱するためのキャップ着脱機構部7(図7乃至図9)と、培養液の吸引及び注入されるフラスコ1を立ち上げ及び下げるためのフラスコ立ち上げ下げ機構部8(図1,図11)と順送りされて培養液を収納したフラスコ1を収納する培養フラスコマガジン9等とからなる。
以下、フラスコ1や各機構部の構造を詳しく説明する。図3乃至図5はマガジン(供給フラスコマガジンや培養フラスコマガジン)の構造を示すものであり、図6は下レールと上下ステップ送り機構部を示すものである。
まず、培養液11を収納するためのフラスコ1は図12に示すように培養液11の収納されるフラスコ本体1aと首部1bと、首部1bに螺着されるキャップ1cとからなる。図示のように首部1bは少し傾斜する形状からなるが、これは培養液11を吸入及び注入することを確実にするためのものである。
フラスコ1を複数個収納している供給フラスコマガジン2は図1に示すように装置の左端に立設して配置されるものからなり、内部に複数個のフラスコ1を収納している。
供給フラスコマガジン2内のフラスコ1は係止体10(図3乃至図5に示す)により保持され係止体10を開放することによりフラスコ1は供給フラスコマガジン2の下部から取り出し機構部3(図には明示されていない)により1個づつ取り出され図1等に示すように水平に配設されている上レール4に保持される。
供給フラスコマガジン2及び培養フラスコマガジン9の双方をマガジン29と称呼する。
マガジン29(供給フラスコマガジン2と培養フラスコマガジン9)は図3に示すような細長な箱体からなり断面コ字形状の上蓋29aと下蓋29bとをヒンジ29dを介して開放可能に重ね合わせて止め具29eにより閉止するようにした構造のものからなる。図4は上蓋29aと下蓋29bを合わせて止め具29eにより閉止した状態を示し、この状態で図4にも示すように隙間29cが形成される。また、図5は上蓋29aと下蓋29bを開いた状態を示すと共にその内に収納されているフラスコ1と係止体10及び係止体10によるフラスコ1の係止状態を示すものである。なお、図4等に示す隙間29cは指が挟まない寸法のものからなる。
また、下方型には内部のフラスコ1を1個づつ取り出すための取り出し機構部3が配設されている(図に明示されていない)。
このマガジン29は図5に示すように開放された状態で内部全面が綺麗に清掃される。この手段は従来他のマガジンではなく清掃が不十分な状態のものが殆どである。
上レール4の下部には上レール4に併設して配置される下レール5がある。この下レール5は図1,図2,図6等に示されており、フラスコ1を挟持するものからなる。
下レール5は上レール4に保持されているフラスコ1を挟持してステップ送りするものであり、下レール5の下に配置されている上下ステップ送り機構部6(図6)によって下レール5は上記動作が行われる。また、図6に示すように、下レール5はモータ13やピニオン14及びラック15等により下レール5の上下動が行われると共にモータ15aに連結するロッド16等により下レール5はステップ送り(順送り)される。また、下レール5にフラスコ1を挟持する挟持機構17(図1,図6等に示す)が形成されている。
図1等に示すようにフラスコ1はフラスコ1内の培養液11を吸引する場所において図7等に示すようにキャップ着脱機構部7によりフラスコ1のキャップ1cの取り外しが行われると共に図1及び図11に示すフラスコ立ち上げ下げ機構部8によって立ち上げ又は下げが行われる。
キャップ着脱機構部7は図7等に明示するようにキャップ1c(図12)に係合するヘッド部7aとヘッド部7aを回転されるモータ7bを有する回転機構部とヘッド部7aを前後動させるモータ7cを有する移動機構部等とからなる。
ヘッド部7aは図8に示すようにキャップ1cの外面のセレーションに螺合する内溝7a’が形成され、かつヘッド部7aとモータ7bの回転軸7b’はある所定トルク負荷に対して自由回転するように形成されている。これにより、フラスコ1のキャップ1cは一定のトルクによりフラスコ本体1aに締め付けられることになり安定性が保証される。
培養液11は培養液吸引又は注入機構部18により吸引及び投入等の交換作業が行われ、その後フラスコは装置の右端に立設している培養フラスコマガジン9内に収納される。
次に、自動培養液交換装置を用いた培養方法を述べる。
まず、培養液11を収納しているフラスコ1は供給フラスコマガジン2内に収納され、取り出し機構部3により1個づつ取り出されて上レール4上に保持される(第1ステップ)。
次に、上下ステップ送り機構部6が作動し、下レール5を持ち上げてフラスコ1を挟持し順送りする(第2ステップ)。
次に、キャップ着脱機構部7とフラスコ立ち上げ下げ機構部8が作動してフラスコ1のキャップ1cの取り外しが行われ、このフラスコ1を立ち上げて内部の培養液11の吸引が行われる(第3ステップ)。
次に、空になった立ち上がっているフラスコ1を順送りしてこの内部に別の培養液11を注入し、フラスコ1をフラスコ立ち上げ下げ機構部8を作動してフラスコ1を上レール4上に戻し、キャップ着脱機構部7によりキャップ1cの取り付け及び締め付けを行う(第4ステップ)。
なお、第3ステップにおける培養液11は図1に示す培養液吸引又は注入機構部18により行われる。
次に、培養液11の入っているフラスコ1を培養フラスコマガジン9内に収納される(第5ステップ)。
以上により、培養液による培養とこのための自動送り動作を確実に行うことが出来る。
本発明は以上の内容からなるが、本発明は以上の説明に限定されるものではなく、同一技術的範疇のものが適用されることは勿論である。
本発明は、培養液を行うすべてのものに適用可能であり、その利用範囲は極めて広い。
1 フラスコ
1a フラスコ本体
1b 首部
1c キャップ
2 供給フラスコマガジン
3 取り出し機構部
4 上レール
5 下レール
6 上下ステップ送り機構部
7 キャップ着脱機構部
7a ヘッド部
7a′ 内溝
7b モータ
7b′ 回転軸
7c モータ
8 フラスコ立ち上げ下げ機構部
9 培養フラスコマガジン
10 係止体
11 培養液
12 クリーンルーム
13 モータ
14 ピニオン
15 ラック
15a モータ
16 ロッド
17 挟持機構
18 培養液吸引又は注入機構部
29 マガジン
29a 上蓋
29b 下蓋
29c 隙間
29d ヒンジ
29e 止め具
100 自動培養液交換装置

Claims (4)

  1. 培養液を収納している複数個のフラスコを順送りすると共に送り途中において前記培養液の吸引及び注入を行い成長や繁殖を促進するための装置であって、前記フラスコはキャップを開閉自在に設けられてなるものであり、前記装置は、前記フラスコを収納して垂直方向に沿って立設される供給フラスコマガジンと、該供給フラスコマガジンに付設され内部の前記フラスコを1個づつ取り出すための取り出し機構部と、水平方向に沿って伸延して配置され前記取り出し機構部により取り出された前記フラスコを略水平に、かつそのキャップが送り方向に直交した方向を向いた状態で搭載するための上レールと、該上レールの下方に、かつ前記上レールに併設して配置され前記上レールに搭載されている前記フラスコを挟持して前記フラスコをその送り方向に順送りするための下レールと、前記フラスコを前記下レールに挟持された状態でその送り方向に順送りするために前記下レールを上下方向及び順送り方向にステップ送りするための上下ステップ送り機構部と、前記上レールの途中位置においてそのキャップ側に近接して配置され前記 キャップを開閉する機能及び構造を有するキャップ着脱機構部と、該キャップ着脱機構部と対峙し、かつ前記上レールに近接して配置され前記フラスコを立ち上げて培養液を吸引又は注入を行わせた後に元の姿勢に戻るためのフラスコ立ち上げ下げ機構部と、前記フラスコ内の培養液の培養液吸引又は注入機構部と、前記処理済のフラスコを収納すべく垂直方向に沿って立設されてなる培養フラスコマガジンとから構成されることを特徴とする自動培養液交換装置。
  2. 請求項1に記載の自動培養液交換装置による自動的な培養方法であって、該方法は、培養液を収納する前記フラスコを前記供給フラスコマガジンから前記取り出し機構部により1個づつ取り出してこれを前記上レール上に保持せしめる第1ステップと、前記下レールを前記上下ステップ送り機構部によって作動して前記上レールに保持されている前記フラスコを挟持して順送りする第2ステップと、順送りされて前記上レール上にある前記フラスコのキャップを前記キャップ着脱機構部により取り外してそのフラスコを前記フラスコ立ち上げ下げ機構部により立ち上げてそのフラスコ内の培養液を培養液吸引又は注入機構部により吸引する第3ステップと、該第3ステップを終了した前記フラスコ内に培養液吸引又は注入機構部により別の培養液を注入し前記フラスコ立ち上げ下げ機構部によりそのフラスコを上レールに戻して前記キャップ着脱機構部によりキャップ閉めを行う第4ステップと、該第4ステップを終了した前記フラスコを前記培養フラスコマガジン内に収納する第5ステップとからなることを特徴とする自動培養液交換装置を用いた培養方法。
  3. 請求項1に記載の供給フラスコマガジン及び培養フラスコマガジンは、蓋の開放により内部を開放するものであって、かつ閉止した状態では指の挟まらない隙間を形成するものであり、更にその下方側には前記フラスコを保持すると共に取り出し時に前記フラスコの保持を開放する係止体を設けるものからなることを特徴とする請求項1に記載の自動培養液交換装置。
  4. 前記キャップ着脱機構部は、前記フラスコのキャップに挿脱されるヘッド部と該ヘッド部を前後動させる移動機構部と前記ヘッド部を回転させる回転機構部とからなり、前記ヘッド部の内面には前記キャップに形成されているセレーションと噛合する内溝が形成されるものからなることを特徴とする請求項1に記載の自動培養液交換装置。
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